Таблица. Актиноиды.

Порядковый номер элемента	Символ	Название	Относительная атомная масса
89	Ac	Актиний	227,028
90	Th	Торий	232,038
91	Pa	Протактиний	231,036
92	U	Уран	238,029
93	Np	Нептуний	237,048
94	Pu	Плутоний	244,064
95	Am	Америций	243,061
96	Cm	Кюрий	247,070
97	Bk	Берклий	247,070
98	Cf	Калифорний	251,079
99	Es	Эйнштейний	252,083
100	Fm	Фермий	257,095
101	Md	Менделевий	258,10
102	No	Нобелий	259,101
103	Lr	Лоуренсий	262,11

Иногда все элементы, следующие за ураном, называют трансураны, а элементы, следующие за лоуренсием (элементы 104, 105 и т. д.), – трансактиноиды, однако эти элементы (начиная с элемента 104 – резерфордий Rf) к IIIБ группе не относятся.

Радиоактивность актиноидов. Все актиноиды радиоактивны. Элементы до Z = 94 найдены в земной коре; остальные элементы получены (начиная с 1940 года) искусственно с помощью ядерных реакций в ускорителях элементарных частиц.

Относительно долгоживущими являются следующие радионуклиды (в скобках указан период полураспада): ²³²Th (1,4e10 лет); ²³⁸U (4,47e9 лет), ²³⁵U (7,04e8 лет), ²³⁶U (2,34e7 лет), ²⁴⁴Pu (8,2e7 лет), ²⁴⁷Cm (1,6e7 лет), ²³⁷Np (2,1e6 лет), ²⁴³Am (7400 лет), ²⁴⁷Bk (1400 лет), ²⁵¹Cf (900 лет). Большинство же радионуклидов актиноидов имеют малое время жизни, например, ²²⁷Ac (21,8 года), ²⁵²Es (472 суток), ²⁵⁷Fm (101 сутки), ²⁵⁸Md (65 суток), ²⁵⁹No (58 минут), ²⁶⁰Lr (3 минуты).

Торий. Соединения тория

Торий Th в форме оксида обнаружен в 1828 году (Берцелиус, Швеция). Торий находится главным образом в минерале монаците; содержание его в земной коре составляет 1,1e-3%. В свободном виде торий представляет собой мягкий металл, с температурой плавления 1847*С. Плотность тория при 20*С составляет 11,7 г./см³. В раствор торий переводится только дымящей хлороводородной кислотой и царской водкой. В соединениях торий всегда проявляет степень окисления (+IV). Нитрат тория(IV) Th(NO₃)₄ не окрашен, очень хорошо растворим в воде. В смеси с 1% нитрата церия(III) Ce(NO)₃ он входит в состав пропитки колпачков и сеток люминесцентных ламп, при обжиге пропитанных колпачков и сеток нитраты переходят в оксиды ThO₂, Ce₂O₃. При накаливании такие сетки и колпачки испускают яркий свет.

Радионуклид ²³²Th является источником получения в реакторах расщепляемого далее радионуклида ²³³U (эта реакция – одна из основных в ядерной энергетике).

Уран. Соединения урана

Уран U в виде оксида UO₂ обнаружен в 1789 году (Клапрот, Германия) в составе урановой смоляной руды; в виде металла впервые получен в 1841 году (Пелиго, Франция).

Распространение урана в природе. Уран часто встречается вместе с редкоземельными элементами, например в монацитовом песке; образует собственные минералы. Содержание урана в земной коре составляет 2,9e-4%.

Минералы урана: уранинит (урановая смоляная руда) UO_2+x; настуран (U^V₂U^VI)O₈ (или U₃O₈); карнотит 2K(UO₂)VO₄*3H₂O; шрекингерит NaCa₃(UO₂)F(SO₄)(CO₃)₃*10H₂O

Получение урана.

1. Электролиз расплава фторида урана(IV)-калия KUF₆ или гексахлороураната(IV) натрия Na₂[UCl₆].
2. Алюмотермическое восстановление урана из KUF₆ или Na₂[UCl₆].

Свойства урана. Серебристо-белый относительно мягкий металл, температура плавления урана 1330*С. Плотность урана 19,0 г./см³ при 20*С. Легко химически растворяется в разбавленных кислотах с образованием солей урана(IV). Изотоп ²³⁶U способен к спонтанному делению.

Применение урана. Уран почти исключительно используется как активное вещество ядерных реакторов (в виде обогащенного ²³⁵U).

Цепная ядерная реакция. Ядро атома урана-235 расщепляется медленными нейтронами с выделением энергии, в результате образуются ядро с меньшим числом протонов (атомное ядро элемента с меньшим порядковым номером) и два-три нейтрона, которые расщепляют следующие ядра атома ²³⁵U. Таким образом, возникает цепная ядерная реакция. Такие реакции протекают лавинообразно (что происходит, например, при взрыве атомной бомбы). В ядерных реакторах для торможения лавинообразного процесса используют кадмиевые стержни, которые погружают на определенную глубину в реактор и тем самым замедляют в нужной степени протекание ядерной реакции распада урана-235. Критическая масса урана-235 (т. е. масса урана, которая необходима для протекания неконтролируемой цепной ядерной реакции) составляет 242 г.

Соединения урана. Для урана характерны степени окисления (+IV) и (+VI).

Фторид урана(VI) UF₆ – белое вещество, сублимируется при 56*С, используется для разделения изотопов урана. Соли уранила содержат катион уранила UO₂²⁺. Нитрат уранила UO₂(NO₃)₂ – ярко-желтые кристаллы, флюоресцирующие зеленым светом, легко растворимые в воде. Соли ypaнa(IV) окрашены в зеленый цвет.

Плутоний. Соединения плутония

Плутоний Pu представляет собой серебристо-белый металл, температура плавления 641*С. Радиоактивный изотоп ²³⁹Pu, подобно ²³⁵U, способен к спонтанному делению; он является основным активным веществом ядерных реакторов и атомных бомб. Радионуклид ²³⁹Pu получается в реакторах-размножителях из нуклида ²³⁸U с большим выделением энергии, используемой на атомных электростанциях.

---